MIT推出“混合动力飞机”概念 可减少95%氮氧化物排放
原创
2021-02-09 16:22 星期二
财联社 黄君芝

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,飞机处于巡航高度时,会不断向大气中排放氮氧化物,这些化学物质会在大气中滞留,产生臭氧和细颗粒物。氮氧化物(NOx)是空气污染的主要来源,与哮喘、呼吸道疾病和心血管疾病有关。

有鉴于此,麻省理工学院(MIT)的工程师们日前提出了一个“混合动力飞机”的概念,他们估计,这将减少航空行业95%的氮氧化物排放,从而将相关的早死人数减少92%。该研究成功已于近日刊登在了《能源与环境科学》杂志上。

image

此前的研究表明,全球航空活动产生的这些化学物质每年至少导致16000人过早死亡。

据悉,这一概念的灵感来自于地面交通工具中的排放控制系统。如今,许多重型柴油卡车都安装了燃烧后排放控制系统,以减少发动机产生的氮氧化物。研究人员现在提出了一种类似的航空设计,带有类似功能。

如今的飞机是由固定在机翼下方的喷气发动机驱动的。每台发动机都有一个燃气涡轮,当涡轮排出的废气从后面流出时,涡轮驱动螺旋桨使飞机在空气中移动。由于这种结构,不可能使用排放控制设备,因为它们会干扰发动机产生的推力。

在新的混合动力或“涡轮电动”设计中,飞机的动力源仍然是传统的燃气涡轮,但它将被整合到飞机的货舱中。燃气轮机不会直接驱动螺旋桨或风扇,而是会驱动同样位于货舱中的发电机发电,然后再为飞机机翼上安装的电动螺旋桨或风扇供电。

燃气轮机产生的排放物将被输入到排放控制系统中,该系统与柴油车中的排放控制系统大体相似,后者会在把废气排放到大气之前对其进行净化。

image

麻省理工学院航空与航天学教授史蒂芬·巴雷特(Steven Barrett)说:“这仍然是一个巨大的工程挑战,但是没有基本的物理限制。如果想让航空业实现净零污染,这是解决其中一部分空气污染的一种潜在方法,这很重要,而且在技术上是可行的。”

据研究人员计算,如果将这种类型的系统内置到大型飞机的机腹中,可以消除其95%的氮氧化物排放,而增加的重量只需要增加0.6%的燃料。如此一来,混合动力系统就形成了大型飞机电气化的一个潜在的基础,不过今天的电池功率密度有限,意味着它们无法进行有意义的旅行。

“这将比已经提出的全电动飞机的可行性高出很多很多倍,这种设计只会为飞机增加一些数百公斤的重量,而不是增加许多吨的电池,”Barrett补充道。

收藏
130.35W
欢迎您发表有价值的评论,发布广告和不和谐的评论都将会被删除,您的账号将禁止评论。
发表评论
要闻
股市
关联话题
1.05W 人关注
1.11W 人关注
3.6W 人关注
暂停